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Das IDS gratuliert Herrn Torben Marhenke ganz herzlich

zur bestandenen Promotionsprüfung am 02.09.2020. Gegenstand der Arbeit ist die wissenschaftliche Untersuchung der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mittels Ultraschall auf der Basis von Experimenten und Modellen.

Herr Torben Marhenke, M. Sc.

hat am Mittwoch, den 02. September 2020, um 10 Uhr

seinen Promotionsvortrag mit dem Thema:

 Experimentelle und modellbasierte Untersuchung der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung von holzbasierten Verbundwerkstoffen mittels Ultraschall

gehalten und die mündliche Prüfung erfolgreich bestanden.

Herzlichen Glückwunsch vom IDS lieber Torben!

Kurzfassung der Arbeit:

Holzwerkstoffe entstehen durch Zerkleinern von Hölzern und dem anschließenden Zusammenfügen der entstandenen Elemente. Seit Mitte des letzten Jahrhunderts werden Holzwerkstoffe als Alternative zu Voll- bzw. Massivhölzern verwendet und finden vor allem in der Bau- und Möbelindustrie Anwendung. Durch das Zusammensetzen von einzelnen Strukturelementen besitzen Holzwerkstoffe die Gefahr von Lufteinschlüssen oder unverleimten Bereichen, die unter dem Begriff Delamination zusammengefasst werden. Delaminationen führen zu einer herabgesetzten Festigkeit der Werkstoffe und können bei der Verwendung als Konstruktionswerkstoff zu schwerwiegenden Folgen führen. Zur Detektion von Delaminationen werden in der Industrie aktuell Transmissionsmessungen mit Ultraschall durchgeführt.

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die wissenschaftliche Untersuchung der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mittels Ultraschall auf der Basis von Experimenten und Modellen. Obwohl Holzwerkstoffe seit mehreren Jahrzehnten verwendet werden und industrielle Erfahrungswerte existieren, mangelt es an ingenieurtechnischem Wissen über das mechanische Verhalten von diesen Materialien. Nach dem aktuellen Stand der Technik existiert ein Parametersatz zur Beschreibung von Holzwerkstoffen als orthotropes Material. Im Rahmen dieser Arbeit werden mehrere Verfahren zur zerstörungsfreien Ermittlung der neun mechanischen Ersatzparameter beschrieben. Laufzeitmessungen und Model Updating ermöglichen die Identifikation von mechanischen Parametern während des laufenden Herstellprozesses.

Auf Basis der ermittelten mechanischen Parameter werden analytische und numerische Modelle erstellt. Anhand dieser Modelle werden Untersuchungen bezüglich des Einflusses von Dichteprofilen, Strömungseffekten und Delaminationen auf das Schallübertragungsverhalten von Holzwerkstoffen durchgeführt. Experimentelle Messungen verifizieren die Modelle und liefern zusätzliche Erkenntnisse über die Transmissionseigenschaften.

Die Optimierung der Delaminationserkennung erfolgt in dieser Arbeit bezüglich der Verbesserung der Zuverlässigkeit, Erhöhung der Fehlerauflösung und Bestimmung der Fehlerposition. Durch Änderung des Messaufbaus und Anpassung des Sendesignals kann die Fehleranfälligkeit des Systems minimiert werden. Die Anwendung der Re-Radiation Methode ermöglicht über eine Schallberechnung die Erkennung von Fehlern im einstelligen Millimeterbereich sowie die Bestimmung der Tiefenlage der Fehlstelle. Voraussetzung für die Anwendung der Re-Radiation Methode war die Entwicklung eines neuartigen Messaufbaus. Anstelle von kanalweisen Sender/Empfängerpaaren werden linienförmige Sender und hochauflösende Empfänger verwendet.